二、建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法
根據(jù)《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》所確定的原則,應(yīng)用我國現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),采用的是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。
(一)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、設(shè)計(jì)使用年限、安全等級(jí)
1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù),它不等同于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》所考慮的荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù),都是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年確定的,如設(shè)計(jì)時(shí)需采用其他設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,則必須另行確定在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的概率分布及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。
2.設(shè)計(jì)使用年限
設(shè)計(jì)使用年限是設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期,在這一規(guī)定時(shí)期內(nèi),結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修,即可按預(yù)期目的使用,完成預(yù)定的功能,即房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限,如達(dá)不到這個(gè)年限則意味著在設(shè)計(jì)、施工、使用與維護(hù)的某一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了非正常情況。這里指的“正常維護(hù)”包括必要的檢測(cè)、防護(hù)及維修。設(shè)計(jì)使用年限是房屋建筑的地基基礎(chǔ)工程和主體結(jié)構(gòu)工程“合理使用年限”的具體化。根據(jù)《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按表11-1采用,如建設(shè)單位提出更高要求,也可按建設(shè)單位的要求確定。
3.安全等級(jí)
根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等)的嚴(yán)重性,《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》將建筑物劃分為三個(gè)安全等級(jí),見表11-2。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用不同的安全等級(jí)。
大量的一般建筑物列入中間等級(jí),重要的建筑物提高一級(jí),次要的建筑物降低一級(jí)。
設(shè)計(jì)部門可根據(jù)工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)傳統(tǒng)習(xí)慣選用。大多數(shù)建筑物的安全等級(jí)均屬二級(jí)。
同一建筑物內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)采用相同的安全等級(jí),但允許對(duì)部分結(jié)構(gòu)
構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如提高某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)所需額外費(fèi)用很少,又能減輕整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞,從而大大減少人員傷亡和財(cái)物損失,則可將該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)比整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)提高一級(jí);相反,如某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞并不影響整個(gè)結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,則可將其安全等級(jí)降低一級(jí)。
《荷載規(guī)范》在荷載效應(yīng)組合中新增一項(xiàng)由永久荷載效應(yīng)控制的組合,使承受恒載為 主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度有所提高,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 5001—2002)(以后簡稱《混凝土規(guī)范》)取消了原規(guī)范彎曲抗壓強(qiáng)度fcm,,統(tǒng)一取用抗壓強(qiáng)度fC,使以混凝土受壓為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度有所提高,所以取消了原規(guī)范“對(duì)屋架、托架、承受恒載為主的軸心受壓柱、小偏心受壓柱安全等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)”的規(guī)定。
工程實(shí)踐表明,由于混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段容易發(fā)生質(zhì)量問題,因此取消了原規(guī)范“對(duì)施工階段預(yù)制構(gòu)件安全等級(jí)可降低一級(jí)”的規(guī)定。